农药生产废水处理研究(精选12篇)
农药生产废水处理研究 篇1
水源是人类得以发展的基础前提, 是生命的源泉。在现代社会, 工业、农业发展在促进经济快速发展的同时, 也造成了不同程度的水污染。根据环境部门的调查资料显示, 我国大约90%的城市都存在不同程度的水污染问题, 大约50%的城市存在生活引用水不合格的问题, 这也凸显出传统的水源处理工艺逐渐不能满足人们的用水需求的问题。在这种背景下, 微电解预处理技术得到了较为广泛的应用, 该技术使用寿命比较长、运行成本比较低廉且整体水源处理效果比较好, 在文章中将进行详细的论述。
1 微电解预处理技术的主要作用机理研究
微电解预处理技术的作用机理主要是充分利用了铁、碳之间存在的电位差, 利用这种差位, 形成很多微小的原电池, 在原电池中, 铁的电位相对较低, 因此作为阴极使用, 而碳的电位比较高, 因此作为阳极来使用, 在整个电池使用中, 医废水作为电解质溶液导体, 使之发生充分的氧化还原反应。其公式如下:
在和废水溶液发生反应的阶段, 铁和碳共同组成了完整的回路格, 在回路格表面, 在微电池内部电流会进行快速地运转。研究可以发现, 当电流处在低压状态的时候, 可以在很大程度上去除污水中的钙、镁离子, 进而有效地降低了水的硬度, 并且在微电解处理的过程中, 还能够产生具有灭菌消毒作用的氢氧自由基, 该自由基可以和溶液中的化学物质发生充分的化学反应, 通过一系列的反应完成污水处理。
2 微电解法处理在农药废水处理中的研究应用
在当前, 铁碳微电解处理废水的应用已经十分普遍, 尤其是处理浓度相对较高的农业废水, 微电解法能够有效的降解农业废水中的毒性物质, 提高水源的生化性质, 有效的去除有色度。例如著名化学家王晓阳曾经采用铁碳微电解法降解农药废水, 在其试验配置中, 设置的铁碳之间的有效比例为1:1, 试验PH数值为设定为3, 固液值的比例设定为0.15, 设置的化学反应时间设定为10分钟, 经过一系列工序之后, 去除废水的色度高达80%, 化学性能得到了极大地提高。通过该实验表明, 铁碳微电解处理工艺技术和其它的处理技术相比具有化学反应时间短、处理效率高且费用低的优点。
3 微电解处理农药废水试验研究
3.1 配置试验废水
在本试验中, 采用人工配置废水的方式, 将乙草胺以及久效磷按照设定好的比例配置成COD浓度为915mg·L-1以及1090mg·L-1的农业废水, 另外, 还需要提取另外的乙草胺、甲胺磷以及久效磷等各0.2ML, 按照一定的比例将COD的值配置成0.2ML921mg·L-1混合型废水。
试验中铁屑预处理工艺:将铁屑浸泡在含碱性10%的液体中, 并采用小火加热, 10min之后, 去除里面的油性液体, 之后再使用含有3%稀盐酸的液体浸泡, 30min之后便能够有效的去除铁表面的氧化物, 完成浸泡工序之后, 使用清水冲洗干净。
3.2 微电解试验方法
在试验过程中, 取400ml的水样, 然后调节好PH数值, 之后在其中添加一定剂量的活性炭以及铁屑, 让其充分的反应之后, 再进行铁、碳分离工序。完成上述工序之后, 再向水中添加碱性液体, 确保铁屑完全沉淀后, 采取一定的液体测量CODcr。
3.3 试验分析方法
在试验过程中, 测定PH数值, 采用的测量方法为:PHS-3S型酸度计;测量CODcr数值采用的测量方法为:重铬酸钾回流法。
3.4 试验结果分析
3.4.1 废水中铁屑的含量大小对试验处理结果的影响
设定铁、碳之间的比例一定, 探究了铁/水比值对去除CODcr的结果影响, 其数据结果见图1。
通过实验可以得知, 铁的含量不断增加, CODcr的去除率会随着实验情况先增加后下降, 出现这种情况的主要原因为:根据微电解处理废水的实验原理可以得知, 原电池会发生如下电极反应。
当铁为阳极的时候, 反应公式为:Fe-2e→Fe2 (1) ;当碳为阴极的时候, 其反应公式为:2H++2H+2e→2H→H2 (2) 。
根据公式1, 铁含量的不断增加, 会在一定程度上促进该反应向右方进行, 在该阶段Fe2的含量会逐渐增加, 并且增加的铁含量越高, Fe2的生成速度就会越快, 大量的Fe2和溶液中的氧化氢发生化学反应, 化学反应会在很大程度上消耗掉溶液中的氧化氢, 进而极大的降低了CODcr的去除率。
3.4.2 配置水中活性炭的含量对试验结果的影响
在试验阶段, 设置的乙草胺、混合废水以及久效磷之间的比例分别为:0.375、0.5、0.25, 在该次结果分析中, 主要分析碳/水之间的比例含量值对COD的影响, 见图2。
通过试验, 可以得知, 溶液中碳含量值的大小可以对微电解处理农药废水产生直接性的影响, 碳的含量值越高, 对COD去除效率的影响就会越大, 相比较久效磷、混合废水以及乙草胺来讲, 其设定的碳、水混合比例最佳值分别为:0.25、0.5、0.25, 则相对应的放置的碳水比例值则应为:1:1、1:1、1:1.5。
3.4.3 试验时间设定对处理效果的影响
在试验过程中, 综合考虑各种影响因素之后, 还需要考虑试验反应的最佳时间以对试验处理有效结果的影响, 见图3。
根据试验结果可以得知, 在进行微电解反应的阶段, 时间长短并不是试验结果的决定因素, 也就说明并不是微电解反应时间越长, 试验反应处理效果越好, 在实验中需要根据时间设定最佳的反应时间。通常来讲, 乙草胺的最佳反应时间为1.5个小时, 久效磷以及混合废水的最佳反应时间为1小时。出现不同反应时间的原因为, 随着反应时间的不断推进, 氢离子会不断的反应H2以及H2O, 这种情况就会导致水溶液中氢离子的含量不但减少, ph数值则会不断的升高, 在很大程度上偏离了原先设定好的ph数值, 这种情况就会严重降低试验处理的效果。
3.4.4 PH数值对试验处理结果的影响
久效磷、混合废水以及乙草胺来讲, 其设定的碳、水混合比例最佳值分别为:0.25、0.5、0.25, 设置的乙草胺、混合废水以及久效磷之间铁、水比例分别为:0.375、0.5、0.25, 在试验中, 测定的ph值对实验结果的影响见下图。
通过图4可以知道, ph值能够对微电解处理农药废水产生重要的影响, 因为在发生降解反应的过程中, 酸性能够起到极好的促进作用, 根据试验结果可以得知, 最佳的试验反应ph值为4。
该试验结果表明, 微电解法能够有效的处理农药废水, 当试验数据中铁水之间的比例为0.25:1, 碳水的比例为1:1, ph值为3, 试验反应时间大约为1.5小时的时候, COD的去除效率能够高达65%。
4 结束语
微电解法作为当前处理废水的新型技术, 可以有效的去除废水中的COD, 极大提高废水的处理效率。在今后的发展过程中, 如何有效的将微电解处理法和其它处理方法相结合也会逐渐成为今后微电解技术的研究重点。
摘要:改革开放以来, 我国工农业得到了快速的发展, 随之出现的水源污染问题也越来越严重, 在文章中重点探究了微电解预处理技术在农业废水中的应用, 以及影响微电解处理技术的不同因素, 系统性地描述了微电解处理技术的作用机理, 并通过试验的方式详细地论述了微电解处理农药废水的各种影响因素。
关键词:微电解,农药废水,废水处理
参考文献
[1]王紫薇.铁炭微电解-厌氧工艺处理农药废水的研究[D].合肥工业大学, 2009 (12) .
[2]杨慧, 薛建军, 王玲, 等.超声/微电解协同处理含磷废水[J].水处理技术, 2011 (02) .
[3]于璐璐, 林海, 陈月芳.曝气微电解法预处理难降解含氰农药废水[J].化工学报, 2011 (4) .
农药生产废水处理研究 篇2
农药废水预处理方法的研究
摘要:农药废水属高浓度、难降解有毒工业废水,需经过预处理后才能进入生化处理系统.介绍了近年来农药废水预处理方法的.研究现状,包括混凝法、吸附法、水解法、微电解法、氧化法等.并对未来农药废水预处理技术的发展方向进行了展望.作 者:王发珍 李天增 WANG Fa-zhen LI Tian-zeng 作者单位:北京桑德环境工程有限公司技术研发中心,北京,101102 期 刊:江苏环境科技 ISTIC Journal:JIANGSU ENVIRONMENTAL SCIENCE AND TECHNOLOGY 年,卷(期):, 21(z1) 分类号:X7 关键词:农药废水 吸附法 微电解法
柠檬酸钙的生产及废水处理 篇3
关键词:柠檬酸钙 中和 废水 COD
中图分类号:X703 文献标识码:A 文章编号:1672-5336(2013)12-0011-02
1 柠檬酸钙的作用及其应用前景
柠檬酸钙是柠檬酸的钙盐,工业上被广泛用作螯合剂、组织凝固剂、钙质强化剂、乳化盐等。在食品加工中,柠檬酸钙可与多价金属离子和碱土金属离子络合而改变离子的性质以提高食品质量和稳定性,可抑制油脂和维生素等的氧化,防止饮料褪色、涌沫,防止葡萄酒的浑浊,稳定乳制品的风味,是肉制品中的钙活化酶失活等。在欧美市场上,柠檬酸钙也被广泛用作食品添加剂,补钙剂及医药工业。随着柠檬酸钙的用途在食品、医药上的进一步开发,柠檬酸钙的用量将会进一步增大。
2 柠檬酸钙生产过程中的关键控制指标
我国出口柠檬酸钙质量通常采用FCCIV/USP ⅪⅤ版标准,含量在99.5%-100.5%之间。为了达到这一标准,在生产过程中,必须严格控制中和这一工序的各项参数。中和,即往精制碳酸钙乳浊液中缓缓流加柠檬酸液,其反应式为:
3CaCO3+2C6H8O7H2O → Ca3(C6H5O7)2﹒4H2O↓+ H2O+CO2↑
大量的试验证明,要使制取的柠檬酸钙颗粒度均匀,容易脱水、烘干,加入的柠檬酸必须过量。此时乳浊液中残留的柠檬酸酸度应控制在0.25-0.3%(PH=4.1-4.2)。如果残酸太高,势必造成收率偏低,生产成本增加;如果残酸过低,柠檬酸钙在经过离心脱水后柠檬酸钙晶体中包夹有大量“生钙”,即CaCO3,钙含量不能达标。但经脱水后,脱去的废液(一次废液)中CODer高达1700g/l。
试验室测定每立方废水如含1克柠檬酸,其中CODer为0.686mg/l。所以废液中如含酸0.25-0.3%,则:CODer=(0.25%*V*103*103/V)*0.686mg/l=1714mg/l
以年产万吨柠檬酸钙计,一年的排放总体积约为85300m3左右,CODer总量将超140吨。
3 废水处理方法
如果把废水加热到75±1℃,往其中流加浓度较低的精致碳酸钙,使其再反应生产柠檬酸钙,经离心后调浆,和精制碳酸钙充分混匀,再参与中和反应,这样就大大可以降低废水(二次废水)的CODer值。同时,进行对比试验可知,还可以提高收率,原理如下:
3CaCO3+2C6H8O7H2O→ Ca3(C6H5O7)2﹒4H2O↓+ H2O+CO2↑
3.1 试验方法和试验设备
(1)试验方法:废水加热用蒸汽压力P≤2kg/cm2,废水温度达到T=75±1℃,精制碳酸钙浓度C=10%(W/V),柠檬酸浓度在12-13(W/V),作料时间前后控制在t≤30min,终点PH=4.2,作料好后沉降15min。
(2)试验设备包括三相异步电动机、摆线针轮减速机、不锈钢夹套加热槽(带搅拌)、化工离心泵等。
3.2 试验试验工艺流程简图
首先是柠檬酸与碳酸钙反应生成柠檬酸钙,然后经过离心、烘干、粉碎包装等工序生产出柠檬酸钙成品。其中,离心过程产生的废水中含有一定量的柠檬酸,在该废水中加入碳酸钙进行沉淀,沉淀物经稀释、调降后回到生产线生产柠檬酸钙成品。上清液即为二次废水,二次废水经调节池、UASB、耗氧、厌氧等环保设施处理,最后达标排放。
4 试验结果分析
试验数据详见附表1:试验数据一览表。经测定,以此法制取的柠檬酸钙平均含量为99.32%,完全符合FCCIV/USP ⅪⅤ标准。排放的废水CODer总量降低约90%。同时进行对比试验,称量制得的柠檬酸钙成品重量比原先(每批1.22吨)多约25公斤左右,提高的收率达到2.1%左右。
5 结论
对于柠檬酸钙厂家来说,此项改造简便易行,一次性投资约10万元(包括员工工资),而一年可以回收210吨四水柠檬酸钙,以1万元/吨计,回收柠檬酸钙的效益为210万元。而且,一年少排放CODer总量达到131吨,大大减轻了环保设施的负荷,具有明显的经济和社会效益。
参考文献
[1]郝素娥.食品添加剂制备与应用技术[M].北京:化学工业出版社,2003,61-63.
[2]罗威,许为.以贝壳为钙源一次煅烧法制取柠檬酸钙[M].安徽农学通报,2009.
农药生产废水处理研究 篇4
1 淀粉废水处理技术的现状
去除废水中的污染物, 使被处理废水的各项指标符合排放标准是淀粉废水处理的主要目的。当前常用的处理方法主要有物理法、物理化学法、化学氧化法以及生物处理法。
1.1 物理法
(1) 吸附法。淀粉废水中含有淀粉颗粒和大量微纤维素, 其中纤维素是有许多直链纤维分子所组成的, 而且还有很多羟基, 他们能够形成许多氢键, 纤维素分子依靠他们胶结成束, 这些胶束定向排列为网状结构, 非常容易被吸附材料吸附, 所以这种方法也十分简便。在实验中, 我们可以用粉煤灰活化漂珠和活化煤矸石等作为吸附材料, 对淀粉废水进行有效处理, 而且通过验证, 能够达到十分可观的效果。
(2) 气浮分离法。这种方法是利用高压状态溶入大量气体水—容器水作为工作液体, 通过骤然减压而释放出大量的微细气泡, 这样废水中的絮凝物就会粘附其上, 随着气泡的不断上升, 絮凝物就会漂浮至液面, 这样就能达到液固分离的目的。
(3) 磁电效应法。以玉米淀粉废水处理为例子, 用磁电效应配合絮凝剂工艺技术对玉米废水中的蛋白质和淀粉进行絮凝, 玉米淀粉废水的一次絮凝吸出率将会达到56%以上。这种方法还能有效降低淀粉废水中的COD、BODS等, 使废水达到排放的正常标准。
1.2 物理化学法
淀粉废水中含有蛋白质、糖类及其悬浮物, 废水呈现比较稳定的高分散系胶体溶液, 治理淀粉废水的目标要首先集中到对胶体状态的破坏上来。化学絮凝法正是通过药剂物理化学作用, 对胶体进行破坏, 使淀粉废水中的有机物脱离后再凝聚, 最终从水分中分离出去。
絮凝沉淀法能够有效降低废水色度和浊度, 对多种高分子有机物都有很好的去除作用, 所以被广泛采用。目前, 絮凝剂已经发展到无机高分子、有机高分子絮凝剂, 而且关于微生物絮凝剂的研发也在进行中。
(1) 无机絮凝剂处理法。1960年, 无机絮凝剂研制成功并迅速在全世界范围内推广开来。传统的无机低分子絮凝剂腐蚀性强、稳定性差、运输和储存都十分不方便, 因此逐渐被高分子絮凝剂所替代。无机高分子絮凝剂主要是聚铝和聚铁类, 包含沉降速度快、除浊色效果佳, 所以用无机絮凝剂处理淀粉废水效果很好。
(2) 有机絮凝剂处理法。通常情况下, 有机絮凝剂可以分为有机高分子絮凝剂和天然高分子絮凝剂。有机絮凝剂是利用吸附架桥作用, 形成的絮体大且密实, 沉降性非常好。目前采用的有机高分子絮凝剂主要是聚丙烯酰胺 (PAM) 及其衍生物。例如, 以工业废渣为混凝剂, 以PAM为絮凝剂, 对玉米淀粉废水进行处理, 经过处理后能够达到排放标准, 而且絮凝物经过压滤脱水后可以掺进煤中做燃料, 不仅达到了以废治废的目的, 而且对环境没有二次污染, 既节约成本又实用环保。
天然高分子絮凝剂包括纤维素、多糖和蛋白质等衍生物。与人工合成有机高分子絮凝剂相比, 改性后的天然高分子絮凝剂具有安全无毒、易生物降解等优点, 受到了更多人的青睐。
(3) 微生物絮凝剂。微生物絮凝剂是一种高效安全的新型絮凝剂, 是当前阶段絮凝剂研究的重要方向之一。此种方法在上世纪80年代, 由日本苍根隆首先试验提出, 但是目前来看淀粉废水处理微生物絮凝剂尚且不是特别多。这种絮凝剂是通过微生物发酵、奋力、提取而得出的一种新型的絮凝剂。微生物絮凝剂分子量较大, 一个分子可以同时与几个悬浮颗粒进行结合, 在适宜的环境下迅速形成网状结构而沉积, 絮凝能力比较强, 取得的效果也非常好。
1.3 生物处理方法
生物处理法利用微生物的新陈代谢, 通过对污染物的降解, 将其转化为游泳物质, 从而将废水进行净化。相比于物力和化学处理法, 生物处理法对有机物的讲解则比较彻底, 也越来越引起了人们的重视。目前比较常用的有好氧生物处理法和厌氧生物处理法。
2 淀粉废水处理技术存在的问题
当前, 虽然淀粉废水处理技术已经发展很完善了, 但是由于淀粉废水排放量大、污染严重且处理难度大, 以上列举的淀粉废水处理方法在实际应用中还存在一些需要解决的问题。
2.1 絮凝剂沉淀法处理效率低
絮凝沉淀法在应用过程中存在效率低下的问题, 尤其是对废水中小分子有机物的去除方面, 效率更低。这种方法一般不适合单独使用, 往往需要和其它的方法相结合才能达到良好的效果。
2.2 气浮法操作管理复杂
气浮法的处理效率受到进料位置、进气量、气浮剂用量和液面高度的影响, 所以操作管理比较复杂, 而且这种方法对处理设备的性能要求很高, 在使用过程中就无形中加大了成本费用。
2.3 生物处理法成本高
生物处理法虽然处理效果较好, 但是该方法占地面积较大, 而且能量消耗大, 投资费用和运营成本都很高, 而且这种方法受自然环境因素影响较大, 尤其是废水水温、有毒物质更是对生物处理法产生了很大影响。
3 淀粉废水处理方法的发展展望
针对淀粉废水的特点, 通过对当前现有处理方法的研究, 在未来的发展中, 应重点从以下几个方面开展, 推动淀粉废水处理方法的不断改进。
3.1 加大对絮凝剂的研究
淀粉废水处理中混凝剂的使用量比较大, 所以必须加大对絮凝剂的研究, 尤其是在无毒无害的微生物絮凝剂的研究。通过对絮凝剂种类、用量和沉淀时间的研究来提高淀粉废水的处理效果。
3.2 研究淀粉废水处理新方法
一方面, 需要进行生物新方法的探讨, 根据淀粉废水的特点研究出运行稳定、成本较低、处理效果明显的新方法;另一方面, 加强综合处理方法的研究, 将物理法、化学法和生物法有效结合, 使淀粉废水处理达到标准要求, 并对有用物质进行合理回收。
3.3 发展循环经济, 回收有用物质
在淀粉废水处理方法的运用中, 需要特别注意有用物质的回收利用。在物理方法中, 我们可以通过对废水中的悬浮物进行生产并合理有效利用来发展生态农业。在对废弃物质回收利用的同时也大大降低了废水处理的难度。
4 结语
当前, 淀粉废水污染十分严重, 所以淀粉废水处理是一项长期复杂的系统工作, 必须加强对综合处理方法的研究和应用。通过物力、化学和生物等方法的完美结合, 促进淀粉废水达到排放标准。同时, 通过有用物质的回收利用不仅能够减少处理后的废弃物对环境的二次污染, 更能变废为宝, 节约成本, 促进企业经济效益的提高。
摘要:作为一种重要的工业原料, 淀粉被广泛应用到食品、纺织、造纸等多个领域。但是, 目前国内淀粉加工企业分布较广, 而且废水COD具有很高的浓度, 淀粉废水处理工艺越来越受到人们的广泛重视。本文分析了淀粉废水处理技术的现状, 通过对现有处理工艺的介绍, 指出了当前阶段淀粉废水处理技术存在的问题, 并对淀粉生产废水处理工艺未来的发展方向进行了展望。
关键词:淀粉废水,处理技术,现状分析,发展展望
参考文献
[1]叶为标.淀粉废水处理方法研究进展[J].粮食与油脂, 2008 (10) :4-7.
[2]朱杰高, 于明强, 等.淀粉及淀粉糖废水处理工艺研究与工程实践[J].北方环境, 2011, 23 (11) :59-61.
[3]王艳, 吕维华, 等.淀粉废水处理技术研究进展[J].应用化工, 2010, 39 (10) :1568-1573.
[4]沈连峰, 王谦, 等.淀粉废水处理技术研究进展[J].河南农业大学学报, 2006, 40 (4) :440-444.
[5]高永闯, 王淑敏.淀粉废水处理工艺研究[J].廊坊师范学院学报:自然科学版, 2009, 9 (1) :58-59.
[6]贾海江, 傅云鹤.淀粉废水处理工艺选择[J].环境污染治理技术与设备, 2003, 4 (2) :66-68, 80.
茶多酚生产废水处理技术研究进展 篇5
茶多酚生产废水处理技术研究进展
摘要:介绍了茶多酚生产废水产生工艺、废水水质特性、主要成分及其危害,重点介绍生产废水处理方法,同时分析各种处理方法的处理效果,并对每种方法的优缺点进行比较.作 者:龚恕 张星海 GONG Shu ZHANG Xiao-hai 作者单位:浙江经贸职业技术学院应用工程系,浙江,杭州,310018 期 刊:浙江化工 Journal:ZHEJIANG CHEMICAL INDUSTRY 年,卷(期):2010, 41(3) 分类号:X7 关键词:生产废水 治理技术 茶多酚 反应器 膜分离
农药中毒时的急救处理等 篇6
农村偶尔会发生误食农药、喷药时中毒、农药误入眼睛等农药中毒事件,要减轻农药中毒后果,掌握急救处理方法十分重要。
1.误食农药。因农药存放不当,农村时有发生误食农药的情况,此时若没有任何药物和其他抢救条件,可用冷水漱口,洗去残留在口腔中的毒物,再用冷水300~600毫升稀释摄入胃中的毒物,延缓其吸收,使毒物吐出来。如此反复进行两三次,可吐出大部分尚未吸收的毒物,以缓解中毒程度,为去医院抢救赢得时间。
2.农药误入眼睛。在无旁人在场的情况下,受害者应先用清水洗净双手,再用清水彻底清洗眼部,把溅入眼内的药液尽量洗掉。如是酸性农药(敌百虫、敌敌畏、触杀灵等)进入眼睛时,最好再用2%的苏打水冲洗干净。并尽快去医院观察治疗。
3.喷药中毒。首先要设法使中毒者尽快离开喷药现场;然后用冷水给中毒者清洗脸部和全身,并去掉沾药的衣服;再灌冷水稀释可能吸入胃内的药液,反复几次,促使其呕吐,并立即送医院抢救。送医院时最好带上农药瓶,以便医生判断病情,对症下药。(江西省兴国县政府农办 张魁 邮编:342400)
炉渣在农业中的妙用
农药生产废水处理研究 篇7
1 废水来源及水质特点
该生产太阳能级单晶硅棒 (片) 的生产企业使用免洗多晶硅为原料, 采用直拉单晶生产工艺, 产出的单晶硅棒, 经切割、检测合格后出售, 设计年产单晶硅棒 (片) 1000吨。项目主要原料为免洗多晶硅, 辅助用料有石英坩埚、石墨件、氩气等, 废料清洗主要为氢氟酸、硝酸。生产过程中废水来源主要为:切方边角硅料、埚底料清洗废水, 切磨废水等。具有悬浮物、CODcr、氟化物浓度高且可生化性较差等特点。
2 废水处理工艺原理
根据该项目的竣工验收监测报告, 该企业清洗废水、切磨废水产生量为400~450m3/d, 其进水CODcr浓度为2000~3500mg/L, SS浓度为1000~1200mg/L, 氟化物浓度为85~120mg/L。针对该类废水的特点, 结合出水水质达标要求, 综合考虑各种因素后经多方优化比选, 采用中和+絮凝沉淀+生物接触氧化工艺。即清洗车间清洗废水主要为含氟化物的酸性废水, 采用加Na OH中和酸性废水, 加Ca Cl2沉淀氟离子工艺;单晶硅棒切方过程中产生的切磨废水主要含有聚乙二醇、硅粉等, 其SS、CODcr含量较高, 采用絮凝沉淀+生物接触氧化工艺。处理后的废水中CODcr浓度为100~140mg/L, SS浓度为30~40mg/L, 氟化物浓度为2.21~3.38mg/L。具体工艺流程见下
3 工艺特点
本工艺具有以下特点:1) 利用地理优势和合理的高程设计, 污水采取一次提升, 后续靠重力自流, 节约了电耗;2) 采用中和、混凝沉淀做为后续生物处理的预处理, 不仅大大降低了悬浮物, 而且在一定程度上可提高废水的可生化性;3) 把生活污水引入系统, 改善了系统的可生化性;4) 生物接触氧化池内悬挂组合式填料, 不仅能有效去除有机物污染, 而且能稳定污泥;5) 在氧化池后增加二沉池, 提高了污泥的沉降性能, 保证了出水水质。
主要的缺点为:1) 沉淀池、反应池有时因絮体较小, 沉降效果较差, 影响出水水质, 特别是冬季气温较低的情况下。采取的措施是增加投药量和增大鼓风量;2) 接触池内絮体较小, 填料脱落, 主要的原因是反应池效果不好, 部分硅粉进入接触氧化池, 使污泥絮体比较松散, 与填料接触不牢。采取的措施是调整反应条件, 增加曝气量, 加大二沉池排泥;3) 好氧池泡沫比较多, 主要原因是表面活性剂含量大、调试初期有机物分解不彻底。采取的措施是增大污泥回流量。
4 结论
采用中和+絮凝沉淀+生物接触氧化工艺处理单晶硅棒 (片) 生产工艺废水, 出水稳定, 水质优于《污水综合排放标准》 (GB8978-1996) 二级标准要求, 大大降低了向水体环境排放污染物总量, 该系统的成功运行, 对同行业废水治理有一定的参考价值。但是单晶硅行业废水水质波动范围较大, 切磨废水中悬浮物含量很高, 因此运行过程中时刻注意各个环节的运行状况, 加强预处理过程中混凝沉淀效果, 防止悬浮物过高对生化处理系统运行效果产生严重影响。
摘要:本文介绍了某单晶硅生产过程中产生废水的水量, 水质等情况, 根据其水质特点采用中和+絮凝沉淀+生物接触氧化工艺对废水进行处理, 处理后的出水水质稳定达标排放。实践证明, 采用该工艺处理单晶硅棒 (片) 生产废水具有较高的实用价值。
关键词:单晶硅废水,絮凝沉淀,生物接触氧化
参考文献
[1]周建民, 张国龄.光伏电池单晶硅生产废水处理工程实例.水处理技术, 2009.
[2]袁永宏.单晶硅生产废水处理技术应用研究.安微建筑工业学院学报, 2011.
[3]注册环保工程师专业考试复习教材.中国环境科学出版社, 2008.
农药生产废水处理研究 篇8
1 抗生素药生产废水处理现状
1.1 抗生素药生产工艺介绍
我国是抗生素生产大国, 年产抗生素原料大约21万吨。抗生素是由微生物或高等动植物在生活过程中所产生的具有抗病原体, 能干扰其他生活细胞发育功能的化学物质。抗生素有微生物培养液液中提取物以及用化学方法合成或半合成的化合物。发酵制药是指通过发酵的方法产生抗生素, 然后经过分离、纯化、精制等工序生产出药物的过程。药品按产品种类分为抗生素类、维生素类、氨基酸类和其它类。抗生素类药品是目前国内消耗较多的药品, 大多数属于生物制品, 即通过发酵过程提取制得, 是微生物、植物、动物在其生命过程中产生的化合物, 具有在低浓度下选择性抑制或杀灭其它微生物或肿瘤细胞能力的化学物质, 是人类控制感染性疾病、保持身体健康及防治动植物病害的重要化学药物[2]。
1.2 抗生素药生产废水
抗生素药生产废水中含有中间代谢产物、高浓度酸、碱、有机溶剂等物质。废水中含有微生物难以降解、甚至对微生物有抑制作用的物质。发酵或者提取过程中因生产需要投加的有机或无机物, 生产过程中排放的残余溶媒、残余抗生索及其降解物等都溶在废水中, 这些物质达到一定浓度时会对微生物产生抑制作用[3]。在抗生素生产的提取和冷却工段使用了大量的硫酸盐, 致使排放的生产废水中SO42-的浓度较高, 给废水的厌氧生物处理带来严重的影响[4]。抗生素药废水中不但SO42-比其他工业废水高, 而且还有残留的抗生素及其中间代谢产物、表面活性剂和有机溶媒等。抗生素药废水中非溶解性有机物和芳香族化合物等难降解物质的物质含量较高。
1.3 抗生素药废水处理工艺
废水处理主要有物理处理法、化学处理法、生物处理法等。物理处理法是指通过物理作用分离、回收废水中不溶解的呈悬浮状态的污染物的废水处理法。物理处理法可分为重力分离法、离心分离法和筛滤截留法等。化学处理法是通过化学反应和传质作用来分离、去除废水中呈溶解、胶体状态的污染物或将其转化为无害物质的废水处理法。生物处理法是通过微生物的代谢作用, 使废水中呈溶液、胶体以及微细悬浮状态的有机污染物, 转化为稳定、无害的物质的废水处理法。根据作用微生物的不同, 生物处理法又可分为需氧生物处理和厌氧生物处理两种类型。抗生素药废水处理主要有有:普通活性污泥法、序批式间歇活性污泥法、生物接触氧化法、上流式厌氧污泥床法、复合式厌氧反应器、光合细菌处理法等。
2 抗生素药废水处理原有工艺及存在的问题
2.1 原有废水处理工艺
废水经过加酸处理后进入SBR池, 水解酸化池的污泥由SBR池沉淀后回流补充, SBR池的上层清水经过中间池、接触氧化, 然后通过气浮达标排放。原有工艺主要是水解酸化处理。水解酸化处理是指在厌氧条件下, 经过多种 (厌氧和兼陛厌氧) 微生物的共同作用, 使有机物分解并产生CH4和CO2的过程[5]。
2.2 原有处理工艺中存在的主要问题
进水负荷高且不均匀;池体充氧不足;进水氨氮偏高;溶气效果不佳。
3 改进后的工艺
(1) 进水增加初沉池, 使进水悬浮物由650mg/L下降至280mg/L;进水COD由3000m g/L下降至2 000m g/L。 (2) 污水处理系统接触氧化池后端新建了竖流沉淀器作为二沉池, 使COD去除效率达到90%。 (3) 合理地控制S B R池活性污泥的泥龄, 使SBR池氨氮去除效率达到78%。 (4) 增加SBR池鼓风一个, 使SBR池鼓风量增加。
4 结论
环境污染会给生态系统造成直接的破坏和影响。温室效应、酸雨和臭氧层破坏具有滞后性, 往往在污染发生的当时不易被察觉或预料到, 然而一旦发生就表示环境污染已经发展到相当严重的地步。环境污染的最直接、最容易被人所感受的后果是使人类环境的质量下降, 影响人类的生活质量、身体健康和生产活动。随着污染的加剧和人们环境意识的提高, 由于污染引起的人群纠纷和冲突逐年增加。本文对抗生素药生产废水处理工艺的改进进行研究, 加强对抗生素药生产废水处理的能力。在原有的抗生素药生产废水处理工艺的基础上, 在污水处理系统前端新建了竖流沉淀器, 在污水处理系统接触氧化池后设置二沉池, 合理控制S B R池的活性污泥泥龄, 增加鼓风机一台。这些措施的具体实施, 有效提高了抗生素药生产废水的处理效率。本文只是对传统技术进行改进, 目前纳米技术、膜分离、膜浓缩、色谱拆分、深冷等先进技术已被一些药厂采用, 取得较好的经济效益。
参考文献
[1]刘瑞仙, 于文彬.医药废水处理方法研究综述[J].黑龙江科技信息, 2008 (21) :134.[1]刘瑞仙, 于文彬.医药废水处理方法研究综述[J].黑龙江科技信息, 2008 (21) :134.
[2]武江津, 王凯军.三废处理工程技术手册 (废水卷) [M].北京:化学工业出版社, 2000.[2]武江津, 王凯军.三废处理工程技术手册 (废水卷) [M].北京:化学工业出版社, 2000.
[3]马承愚, 彭英利.高浓度难降解有机废水的治理与控制[M].北京:化学工业出版社, 2007.[3]马承愚, 彭英利.高浓度难降解有机废水的治理与控制[M].北京:化学工业出版社, 2007.
[4]张志海, 贺金泉, 孙啸林.预氧化/ABR/SBR/水解酸化, 接触氧化法处理制药废水[J].中国给水排水, 2010, 26 (10) :51-53.[4]张志海, 贺金泉, 孙啸林.预氧化/ABR/SBR/水解酸化, 接触氧化法处理制药废水[J].中国给水排水, 2010, 26 (10) :51-53.
农药生产废水处理研究 篇9
高级氧化技术是利用光、电、声、氧化剂和催化剂等技术结合,产生大量自由基如(·OH),再由羟基自由基攻击水中的污染物,与其发生加成、取代、电子转移等反应,使水中有机污染物转化成二氧化碳、水和无机盐[2,3,4]。与传统的氧化技术相比具有:(1)在反应体系中能产生大量的自由基且具有强氧化性;(2)反应速度快;(3)适用范围广,几乎能将所有有机物氧化至完全分解,无二次污染;(4)可诱发链反应;(5)可以与其他水处理技术联用,作为其他处理技术的预处理或深度处理;(6)操作简单,易于设备化等优点[5,6],因而高级氧化技术在高浓度难降解废水处理应用越来越受重视。应用高级氧化技术处理焦化废水、印染废水以及农药废水等都有大量的文献报道[7,8,9]。但由于农药废水的特性,高级氧化技术在实际应用中还存在诸如费用高、规模小等问题。常用的高级氧化法主要有超声波氧化法、臭氧氧化法、芬顿法、光催化氧化法、湿式氧化法、电化学氧化法、超临界水氧化法。
1 芬顿技术
Fenton技术最早是由H.J.Fenton发现的,在酸性条件下,采用Fe2+/H2O2能够氧化酒石酸[10]。为了纪念这一发现,人们把Fe2+/H2O2命名为Fenton试剂,产生的一系列反应称为Fenton反应。其反应机理在文献[[11,12,13,14,15]]都有相关报道。
芬顿法以其反应条件温和,操作简单、适用范围广等优点被广泛应用于农药废水的处理。目前,研究主要集中在p H、反应时间、投加量等参数对处理农药废水的影响。施帆君等[16]利用芬顿法来处理农药废水,研究了时间、溶液p H、过氧化氢和亚铁离子投加量对COD去除效率影响,然后采用正交实验对数据进行处理,得到处理农药废水的最佳试验条件为:p H=4、反应时间为90 min、亚铁离子投加量为0.04 mol/L以及过氧化氢投加量为0.4 mol/L时,对COD的去除率最好,达到90.7%。朱乐辉等[17]首先利用芬顿法来预处理苯胺类农药废水,再通过厌氧好氧工艺来处理。研究表明,在p H为4、过氧化氢投量20ml/L、七水硫酸亚铁量1g/L、搅拌时间30min及反应时间2h时,是预处理最佳反应条件。但在实际工程运用中,由于农药废水成分复杂,水质水量不稳定等特点,往往导致过氧化氢的利用率不高(氧化能力较弱且出水中含有大量的亚铁离子),对有机污染降解不彻底,同时过氧化氢价格昂贵,因此,单一的芬顿法在工程实际应用中并不广泛,往往与其他技术组合来处理农药废水。M.M.Ballesteros Martin等[18]利用光芬顿与生物氧化联合处理含有几种农药的混合废水,这是前置高级氧化技术,因此,有利于提高生物氧化段的可生化性,从而能整体提高废水的降解效果,但是前置高级氧化技术未能很好的利用生物氧化段优势,因此往往成本较高,而后置能降低高级氧化段的成本,但是生化性又降低了。那么如何既能降低高级氧化段的成本,又能提高可生化性,Vitor J.P.Vilar等[19]利用生物氧化/太阳光芬顿/生物氧化联合处理含有农药成分废水,分别实现了农药成分在检测线以下,矿化率为79%,以及COD的出水浓度(<150 mg/L)达到葡萄牙的国家排放标准。此联合技术将高级氧化段处于中间,一方面减小了高级氧化段成本,另一方面也提高了可生化性。
2 光催化氧化技术
光催化氧化法可分为均相光催化氧化法和非均相光氧化法。均相光催化氧化以亚铁离子或三价铁离子以及过氧化氢为介质,通过Fenton反应产生羟基自由基,从而降解污染物。非均相氧化是在污染体系中加入光敏半导体材料,同时经过光辐射激发产生电子空穴对,通过电子空穴对的作用,产生羟基自由基来降解污染物[20]。主要反应机理在文献[21]~[23]已有相关报道。
由于光催化氧化法在温和的条件下且氧化能力强等优点,所以,在实际工程难降解废水处理中应用广泛,如UV/O3、UV/H2O2等工艺常用于工程中。然而光催化氧化技术也存在着氧化不彻底、对光源利用率低、催化剂易失活等缺点。针对这些缺点,国内外学者做了大量的研究,其研究主要集中在对不同光源、催化剂的类型对处理农药废水的影响及光催化与其他技术组合来处理农药废水。例如,T.Janin等[24]利用太阳光光催化降解2-4-二氯苯酚和杀虫剂的混合物。在工业中,使用固定化二氧化钛太阳能光催化反应器,能够有效降解复杂的农药混合物。Hiwa Hossaini等[25]比较了在二氧化钛中掺杂N、N-S、Fe-N-S、Fe-F-N-S催化剂来降解二嗪农,通过测定二嗪农降解水平来评定自制催化剂的光催化作用。结果表明,LED/PCO-Ti O2-Fe FNS对二嗪农去除率最高,而且LED/PCO-Ti O2-Fe FNS能够代替传统的UV/Ti O2光催化作用来降解有毒污染物。张进[26]利用光催化和微滤联合技术处理有机磷农药废水。李涛等[27]使用光催化氧化-生物处理有机磷农药废水。朱丹等[28]研究UV-Ti O2-Fenton-活性炭来处理敌百虫农药废水。
3 湿式氧化技术
1956年,美国Zimmerman公司发明了湿式空气氧化法,当时主要用于处理造纸黑液,而到了20世纪80年代,湿式空气氧化法作为一种能处理有毒难降解废水的技术而受到学者的广泛关注[29]。湿式氧化法是指在高温、高压条件下,将空气中的氧气作为氧化剂或用其他氧化剂,如臭氧等,将废水中有机污染物氧化为二氧化碳和水等无机物或氧化成为小分子有机物的化学过程。湿式氧化法机理一般分为三个阶段:链的发生、发展和终止[30]。目前,湿式氧化法应用于工业的技术有Zimpro工艺、Vertech工艺、Giba-Geigy工艺、LOPROX工艺,另外还有Osaka Gas工艺和NS-LC工艺[31]。
影响湿式氧化法处理农药废水的因素有很多,如温度、p H、催化剂用量、类型等参数。赵彬侠等[32]比较了温度、p H和过氧化氢用量等因素对湿式过氧化氢氧化法(WPO)和以催化剂(Cu-Ni-Ce/Si O2)的催化湿式过氧化氢氧化法(CWPO)处理吡虫啉农药废水,在过氧化氢用量、温度和压力相同的条件下,CWPO对COD去除率有很大的提高,从47.7%提高到了89.1%。杨民等[33]通过催化湿式氧化法考察了温度、压力、反应空速、空气与水的比例对处理农药废水的影响。鉴于处理效果及经济成本,发现在压力、温度、空速、空气与水的体积比分别为4.2MPa、245℃、2.0h-1、300时,对COD的去除最好,为91.3%。经CWO处理后的废水,生化性有了明显的提高。董俊明等[34]通过一定条件下自制Cu/Mn催化剂,利用该催化剂在温度为80℃,过氧化氢投加量为12.0 g/L条件下处理高浓度乐果农药废水时,COD去除率可达89.5%。综上所述可知,温度、催化剂、压力参数是影响实施氧化法处理农药废水的主要因素。
虽然湿式氧化法适应范围广、处理效果好、反应速率快及无二次污染等优点,但是其对反应温度、压力和设备材料有严格的要求,且投资和运行成本高,因此,在工程应用方面存在着较大的局限性,尤其在我国该技术仍然处于试验研究阶段,在工程实际应用上很少。
4 超声波氧化技术
超声波降解有机物主要机理为[35]:空化理论和自由基理论。声空化是液体中非常复杂的物理化学现象,液体中的微小气泡核在超声波作用下被激化,产生的泡核震荡、生长、收缩等一系列动力学过程。自由基主要是通过超声波空化作用产生的高温、高压导致的水分子裂解产生的自由基,通过具有强氧化性的自由基攻击污染物,反应式如下:
尽管超声波氧化法有着处理效率高、适用范围广、对设备要求低、操作简单及无二次污染等优点,然而,由于能耗大、处理成本相对较高且降解不彻底等缺点限制了其应用。因此,使用超声波处理农药废水往往不是单独进行,而是与其他技术相结合,且该技术主要起辅助作用,目前此技术主要还处于试验研究阶段。王利平等[36]利用臭氧与超声波协同作用来处理乐果农药废水,考察了臭氧流量、反应时间、p H、不同废水的浓度对COD去除率的影响,研究表明,初始COD浓度为1 500 mg/L、流量在4.68mg/min、时间为90 min时,US/O3工艺对COD的去除效果最好。Xiong Z.L.等[37]探索了初始p H、臭氧浓度、超声波强度、探头直径等操作参数对杂环类农药废水COD的降解效率的影响。实验结果表明,探头直径和超声强度对COD去除率的影响很小,而p H和臭氧浓度对其有较大影响,同时通过GC-MC分析了初始废水、超声波处理后废水、臭氧单独处理后的废水以及他们联用处理废水后产物的变化。
5 超临界水氧化技术
20世纪80年代,一种新型氧化技术(超临界水氧化技术)被美国学者提出[38]。超临界水氧化法(SCWO)是指当温度和压力大于374.3℃、22.05MPa,水会转变为一种不同于气态和固态的新流体态,其溶解度、密度和扩散性等都会发生很大的变化,该状态的水称为超临界水,对有机物和氧气是很好的溶剂[39]。在此水的状态下,将废水中所含的有机物用氧气氧化分解生成二氧化碳、水等简单、无害化的小分子化合物。与传统处理技术相比,本方法拥有反应速度快、污染物去除彻底、无二次污染、设备简单、易于管理等特点。反应原理如下[40]:RH+O2→R·+HO2·;HO2·+RH→R·+H2O2;H2O2+M→2HO·(M为反应体系中的介质,主要为水);R·+O2→ROO·;ROO·+RH→ROOH+R·。
目前,国内外已有很多学者研究了该技术处理农药废水的效果。孙鹤楠等[41]使用超临界水氧化技术处理高浓度吡虫啉农药废水,讨论了温度、压力、停留时间等影响因素,通过正交实验,确定了最佳处理条件。Xu等[42]采用超临界氧化法来处理农药废水,研究发现在温度大于500℃时,停留时间和氧化系数对COD去除率有很大的影响。当温度为600℃、25MPa、氧化系数3.0、时间在2 min时,对COD和和TN去除分别为99.42%、86.70%。张洁等[43]利用响应面法(RSM)得到了采用超临界水氧化技术对草甘膦农药废水处理的最佳条件是在温度为483℃,时间为29.2 min,过氧量148.4%条件下,TOC可完全去除。研究结果表明,RSM在SCWO处理草甘膦农药废水具有明显的有效性和可行性。由上可知,影响超临界水氧化法对农药废水去除的主要因素为温度和压强。由于该法对于温度和压强有着极为苛刻的条件,同时对设备性能、投资、运行成本和操作管理技术要求也很高,且无机物沉积易造成管路堵塞等问题使其在工程应用中难以得到实施,因此,目前只停留在实验室进一步研究阶段。
6 电催化氧化技术
电化学氧化法是指在电场力的作用下,存在于电极表面或溶液中的物质能增进或抑制电极上发生的电子转移反应,使有毒有害的污染物变成无毒无害的物质,形成沉淀或气体,以达到污染物的去除,但是电极表面或溶液中的物质本身并不发生变化的一类化学作用[44]。依据不同的氧化机理,电化学氧化法可分为直接阳极氧化、间接阳极氧化、阴阳两级协同催化氧化降解。电催化氧化的优势在于在正常条件下即可进行,不需添加化学试剂,二次污染少,反应装置简单,易于自动化控制,费用较低。其存在着能耗高、电流效率低、阴阳极材料单一、运行费用大且低浓度传质困难等问题,在一定程度上限制了该技术的发展。
研究认为电催化氧化技术处理农药废水的效果受电流密度、p H、电极材料、板间距和时间等参数的影响。陈灿等[45]实验发现,板间距较小,对COD的去除率较好;电流密度为20m A左右,p H=8,时间4h左右,处理该氨基甲酸酯类农药废水效果最佳,生化性有了很大的提高。王龙辉等[46]学者采用电催化氧化技术考察电流密度、催化时间,初始p H值对处理草甘膦与敌百虫混合农药废水的影响,研究发现在曝气状态下,电流密度、催化时间、p H值分别在10.53 m A/cm2、80 min和4的条件下,对COD的去除率最好,为33.33%。同时文献[47]~[48]也考察了电流、时间、电极材料等参数对处理农药废水的影响,并确定了处理农药废水的最佳条件。还有学者比较了电催化氧化技术与其他高级氧化技术处理农药废水的效果,如Angelo.R.F.Pipi等[49]用电化学高级氧化法降解敌草隆可溶性有机物,探究了用电化学氧化-过氧化氢、电芬顿、光电芬顿法处理敌草隆溶液,结果表明,氧化能力次序为:电化学-过氧化氢<电芬顿<光电芬顿。
7 臭氧氧化技术
目前,臭氧氧化技术在实际工程中已得到较为广泛的运用,如对印染废水和造纸废水的色度有很好的去除效果。其主要原因是该法氧化能力强,反应条件温和及速率快、操作简单且无二次污染。臭氧氧化有机物主要通过2种途径[50]:直接反应和间接反应。直接反应是臭氧直接氧化水中复杂的有机物,如通过环加成、亲电反应、亲核反应来实现。间接反应是氧化水体中分解后产生羟基自由基等中间产物。
由于臭氧氧化技术存在成本高、利用率低、单独臭氧反应选择性强、矿化能力弱等缺点,因此,研究者提出了一些改进措施。陈爱因等[51]利用臭氧氧化法处理2-4二氯苯氧乙酸农药废水,对臭氧/UV、臭氧/双氧水、臭氧/双氧水/UV、单独臭氧氧化工艺处理2-4-D农药废水的效果进行了比较,结果表明,臭氧/紫外联合氧化方法较好,该法处理时间短、矿化效果好。Pamela Chelme-Ayala等[52]利用臭氧氧化和臭氧/双氧水氧化处理北萨斯喀彻温省的河水和回流灌溉水中的溴和氟乐灵,比较了单独臭氧氧化、臭氧/双氧水工艺对自然水域中溴和氟乐灵以及TOC去除率,结果表明,利用臭氧/双氧水工艺更好。张翼等[53]比较了单独臭氧氧化与加入催化剂(二氧化锰、三氧化二铁)臭氧氧化来处理有机磷农药废水,并且确定了臭氧氧化降解有机磷农药的反应规律,结果表明,未加入助剂、加入二氧化锰、加入三氧化二铁对有机磷农药的总去除率分别为78.03%、93.85%、88.35%。
8 结语
农药生产废水处理研究 篇10
关键词:印染废水,混凝,COD
我国印染企业每天排放废水约为40×10 m3,这些废水成分复杂、色度大、浓度高且生物难降解物质多。特别是近年来,合成纤维的品种和数量的增加以及化学浆料(PVA)代替淀粉在印染工业中的应用,使得印染废水更加难处理。印染废水的综合治理,已成为当今国内外急需解决的一大难题。
化学絮凝剂以其良好的凝聚效果、脱色能力和操作简单、投资省等优点,在水处理过程中起着重要的作用,是水处理中应用广、处理成本低的有效方法之一。近年来随着高效、新型絮凝剂的开发和应用,化学絮凝剂正广泛地应用于处理印染废水过程中。
1 实验部分
1.1 废水水质
浙江省嘉兴市某印染厂车间处理前的废水,有少许臭味。主要水质指标见表1。
1.2 检测项目与方法
试验以COD作为处理效果的评价指标。
1.3 药剂
1%硫酸亚铁;1%聚合硫酸铁(PFS);1%聚合氯化铝(PAC);1‰聚丙烯酰胺(PAM)。
1.4 实验仪器和设备
HACH DR/2010 COD快速测定装置;UV-2800A型紫外-可见光分光光度计;TA6系列程控混凝实验搅拌器;pHS-3C型精密酸度计。
2 实验结果与讨论
2.1 硫酸亚铁、PFS、PAC和PAM混凝效果对比
取原水水样各500 mL,加入不同量的混凝剂,以200 r/min搅拌0.5 min后,再以60 r/min搅拌3min[1],均沉淀0.5 h,比较单种药剂对混凝效果的影响,从而确定最佳混凝剂种类,进而确定最佳投加量。各种混凝剂的投加量及处理效果如图1、图2所示。
由图1可知,随着硫酸亚铁、PFS、PAC投加量从0增加到150 mg/L,COD明显降低;随着PFS、PAC投加量从150 mg/L增加到500 mg/L,COD先降低后升高,这是由于过量加入混凝剂,会使胶体重新带电而再稳[2]。由图2可知,随着投加量的增加COD一直降低,总的去除率并不高。
由图1、图2可以看出,各种混凝剂对印染废水都具有一定的处理效果。其中PAM相对最差,而PAC处理效果较佳。参考废水进入市政下水道标准(COD≤500 mg/L),PFS、PAC投加量在150 mg/L以上时,处理结果均能达标。PAC的投加量选110 mg/L。
2.2 硫酸亚铁、PFS、PAC分别与PAM复配作用效果的对比
取原水水样各500 mL,加入不同的混凝剂,以强度为200 r/min搅拌0.5 min后加入不同量的PAM,再以60 r/min搅拌3 min[1],均沉淀0.5 h,比较药剂种类对混凝效果的影响,从而确定最佳混凝剂种类。硫酸亚铁与PAM的投加量及处理效果如图3所示,PFS与PAM的投加量及处理效果如图4所示,PAC与PAM的投加量及处理效果如图5所示。
由图3、图4、图5可以看出,3种混凝剂配合PAM对印染废水处理效果都有不同程度的增强,其中PFS与PAM混合使用处理效果最佳。
考虑到废水进入市政下水道标准及技术的可靠性,确定最经济的PFS投加量为100 mg/L,PAM投加量为0.5 mg/L。
2.3 沉淀时间与COD的关系
分两组进行试验。一组取原水水样500 mL,加入100 mg/L PFS,先以200 r/min搅拌0.5 min后,加入0.5mg/L PAM,再以60 r/min搅拌3 min;另一组不加PAM。二组所得的水样均静置沉淀,每隔一段时间在液面下2~3 cm取上清液进行COD测定,研究沉淀时间对COD的影响,并确定最佳沉淀时间。试验结果如图6所示。
由图6可知,随着沉淀时间的延长,COD逐渐降低,并且絮凝剂PAM的加入可加快沉淀速率,缩短沉淀时间。从沉淀速度和处理效果来看,PFS与PAM复配作用效果明显优于PFS单独作用。
2.4 搅拌强度和搅拌时间对COD的影响
取原水水样各200 mL,倒入6个500 mL的烧杯中,各加入100mg/L的PFS,以搅拌强度为200 r/min搅拌不同时间,加入0.5mg/L PAM,再以搅拌强度为60 r/min搅拌3 min,均沉淀0.5 h。测定各组的上清液COD,分析快速搅拌时间对COD的影响。试验结果如图7所示。
取原水水样各200 mL,倒入6个500 mL的烧杯中,各加入100 mg/L的PFS,以搅拌强度为200 r/min搅拌0.5 min,加入0.5 mg/L PAM,再以搅拌强度为60 r/min搅拌不同时间,均沉淀0.5 h。测定各组的上清液COD,分析慢速搅拌时间对COD的影响,试验结果如图8。
从图7可以看出,快速搅拌时间在3 min以内,对COD的影响基本不变,COD维持在440 mg/L左右,而随着快速搅拌时间的延长,COD反而越来越高。这是由于已架桥絮凝的胶粒如受到剧烈的搅拌,架桥聚合物可能由另一胶体表面脱开,并重又卷回所在胶粒表面,使胶体再稳[2]。综合考虑,快速搅拌时间选择为0.5~1.0 min。
从图8可以看出,慢速搅拌时间在3min内,延长慢速搅拌时间可显著提高处理效率。因为适当延长搅拌时间可以使絮凝剂和固体颗粒充分接触,而且絮凝剂的浓度分布也较均匀,有利于絮凝剂捕集胶体颗粒[3]。因此慢速搅拌时间可选择3~5 min。
2.5 pH对COD的影响
取原水水样各200 mL,倒入10个500 mL的烧杯中,用NaOH和HCl调整pH,使pH在3~12,其它条件选择最佳方案,测定各组的上清液COD。pH对COD的影响如图9所示。
从图9可知,pH在7~9时,COD的去除率最高。由于原水的pH为7.64,此时COD的去除率比较高,因此没有必要再调节pH值。
3 结论
(1)无机高分子絮凝剂与有机合成高分子絮凝剂联合使用适合处理印染废水。
混凝剂使用效果试验表明,PFS和聚丙烯酰胺联合作用处理印染废水效果较理想。
(2)选择混凝处理印染废水的工艺条件是:PFS投加量为100 mg/L,快速搅拌(200 r/min)0.5 min后投加0.5 mg/L PAM,再慢速搅拌(60 r/min)5 min,沉淀0.5 h。混凝处理后,COD下降至500 mg/L以内,SS从148 mg/L下降至32 mg/L,去除率达78%以上,出水达到市政入下水道标准。
参考文献
[1]赵立志,杜国勇,冯英,等.水处理中的无机混凝剂与有机絮凝剂的协同作用[J].化工时报,2005,19(1):21-25.
[2]游晓宏,陈晓琼.混凝技术及其发展[J].工业水处理,2002,22(11):7-9.
农药生产废水处理研究 篇11
药品包装印刷是我公司的主营业务之一,与其他包装产品相比,其有着更为严格的卫生安全指标,尤其在药品包装印刷过程中有机废气的治理方面要求更为严格。我公司通过多方实践,目前已找到一种更为合适的有机废气处理技术,即“干式初效除尘+活性炭吸附+催化燃烧”法,该技术可最大限度地减少苯类等有害物质在药品包装中的残留量。下面,笔者将对此有机废气治理技术进行介绍,期望能给行业人士提供借鉴。
工艺原理
目前,从我国有机废气治理技术的应用现况来看,主要方法有活性炭吸附法、催化燃烧法、生物分解法、等离子法等。针对印刷生产过程中有机废气排放的特点,以及结合上述有机废气治理技术的优缺点,目前我国印刷行业主要采用的是活性炭吸附法来进行有机废气的治理。综合来看,该方法投入成本低,应用较为成熟,操作维护简单,净化效果基本可以达到排放标准要求。但是,针对药品这类卫生安全等级要求较高的产品包装来说,仅仅达到排放标准是远远不够的,而是要尽最大可能解决有机废气排放问题。因此,结合我公司药包生产特点,经过一系列的研究与实践,我公司决定采用组合式有机废气治理方法,即“干式初效除尘+活性炭吸附+催化燃烧”法。
“干式初效除尘+活性炭吸附+催化燃烧”法的功能部分包括过滤器、活性炭吸附床、脱附床、吸附风机、脱附风机等部分,示意简图如图1所示。其中,过滤器用于除去有机废气中的粉尘及水分;活性炭吸附床用于吸附、压缩有机废气;脱附床用于将高浓度的有机废气在较低温度下(约250℃)催化燃烧并排放。
“干式初效除尘+活性炭吸附+催化燃烧”法的工艺原理是:有机废气经初效过滤之后,进入吸附床Ⅰ,此时吸附床Ⅱ的进气阀关闭,在吸附风机的作用下,有机废气由大风量、低浓度转化为低风量、高浓度;吸附一段时间之后,吸附床Ⅰ中的活性炭吸附量接近饱和,此时吸附床Ⅰ的进气阀关闭、排气阀打开,同时吸附床Ⅱ的进气阀打开、排气阀关闭,吸附床Ⅱ进入吸附过程;而吸附床Ⅰ则在脱附风机的作用下将高浓度的有机废气传输至脱附床,在脱附床中把高浓度的有机废气加热至启燃温度,在催化剂的作用下进行无焰燃烧,生成二氧化碳气体和水,并释放大量热量;燃烧后的一部分气体经冷却后可直接高空排放,一部分气体随管道进入吸附床Ⅰ,在高温作用下再次对吸附床Ⅰ中活性炭进行脱附,与此同时,吸附床Ⅱ进行吸附过程,吸附完成后,吸附床Ⅱ进入脱附过程、吸附床Ⅰ进入吸附过程。吸附床Ⅰ、吸附床Ⅱ依次交替循环进行吸附与脱附过程,直至将有机废气处理完全。
实施与成效
与其他方法相比,“干式初效除尘+活性炭吸附+催化燃烧”法对有机废气的处理更为彻底,排放至大气中的废气主要成分是二氧化碳气体和水,不会对周边环境产生污染,更不会将有害物质扩散至生产车间,从而避免对成品药品包装造成二次污染。基于以上优势,我公司目前已对两条凹印生产线安装了这种处理系统。
根据药品包装印刷生产过程中有机废气大风量、低浓度的特点,两条凹印生产线上安装的有机废气处理系统均采用“两吸一脱”式处理方式,即每条凹印生产线配备三个活性炭吸附塔,工作期间,两个吸附塔用于吸附,一个吸附塔用于脱附,三个吸附塔由多气路连续交替进行吸附与脱附的过程。
为节约能耗、减少占地面积以及便于操作控制,我公司两条凹印生产线的有机废气处理系统共用同一套催化燃烧脱附装置与调控装置。有机废气处理系统安装于车间楼顶(如图2所示),在有机废气进入烟囱之前,应对其燃烧生成的二氧化碳气体进行降温处理,确保气体高空排放的安全性。
但是只做到以上这些还是不够的,因为药品包装的图文特点是底色为专色,并配有彰显药品功能与特点的图文,为增强视觉效果,包装图案的色彩往往较为丰富,大部分都设计了单色或多色烫印图文,即药品包装的整个生产流程除了印刷之外,还有烫印和模切等工序,而我公司的主要生产线、周转区均处于同一建筑层,甚至有些设备之间相隔仅为数米,可见药品包装的整个生产流程均处于凹印相似环境中。尽管应用上述方法能使有机废气在终端得以处理,但源头也必须加以控制,只有这样才能最大限度地减少有机废气对药品包装的二次污染。
为此,我公司对凹印生产线安装了透明隔离罩,如图3所示。透明隔离罩的存在可将印刷环境与周边车间环境隔离开来,不仅有效避免了有机废气在车间内扩散,也便于生产线的温湿度控制,降低粉尘与水蒸气对有机废气处理系统的影响,进而延长活性炭、催化剂的使用寿命,有效降低有机废气处理系统的维护成本,同时利于车间操作人员的身体健康。
自我公司在药品包装印刷生产过程中应用“干式初效除尘+活性炭吸附+催化燃烧”法以来,从各检测结果来看,成品药品包装中苯类、VOCs等有害物质的含量降低了50%以上;从药品生产企业的反馈情况来看,药品包装的印刷质量及安全性得到了客户的认可。
农药生产废水处理研究 篇12
本文选用Mn/Ce复合氧化物催化剂,采用湿式催化氧化法(CWAO法)预处理杀螟丹母液废水,使反应条件变得温和,以大幅降低废水的COD,为后续深入预处理提供了较好的条件。分别考察了反应温度、反应压力、废水pH值、催化剂用量以及鼓泡进氧加压等因素对废水处理的影响,并优选工艺条件。
1 实验部分
1.1 仪器与原料
GSA-3型高压反应釜,配有加热和搅拌装置。
废水样品采自杀螟丹生产厂的结晶母液,COD值约为110~170g·L-1。
1.2 催化剂的制备
Mn/Ce复合氧化物催化剂采用共沉淀法制备,将硝酸锰、硝酸铈溶液按金属离子的物质的量比2∶1混合均匀后,缓慢加入到过量的2mol·L-1的烧碱中,搅拌,滴加完毕后,室温下老化12h,真空抽滤,用去离子水反复洗涤沉淀物至中性,110℃干燥12h,300℃下焙烧6h,即得Mn/Ce复合氧化物催化剂。
1.3 实验方法
取一定量的杀螟丹母液废水,投于高压釜内,投加一定量的Mn/Ce复合氧化物催化剂,调p H值,用高压纯氧经减压后鼓泡进氧加压,加温,恒温反应1h,考察反应温度、压力、配水pH值、催化剂以及鼓泡加压对杀螟丹母液废水降解效果的影响。
1.4 分析方法
采用重铬酸钾法测定废水样的化学需氧量(CODCr),pHS-25酸度计测定废水的pH值。
2 结果分析与讨论
2.1 反应温度对处理效果的影响
反应温度是湿式催化氧化过程中十分重要的影响因素。杀螟丹母液废水COD为131.028g·L-1,鼓泡加压,压力1.3MPa,pH为9,催化剂7g·L-1,反应时间1h。考察了反应温度对催化活性的影响,结果如图1所示。
由图1可见,在反应温度为80~180℃时,随着温度升高COD去除率增加非常快,但当温度在180~220℃时COD去除率增加缓慢。从设备投资和实际工程应用运行成本两方面综合考虑,选择反应温度为180℃。
2.2 反应压力对处理效果的影响
杀螟丹母液废水COD为131.028g·L-1,温度为随压力变化,pH为9,催化剂7g·L-1,鼓泡加压,反应时间1h,考察反应压力对处理效果的影响,结果如图2所示。
从图2中可看出,压力低处理效果差,主要是因为压力低温度不能升到高温,从而影响处理效果。封闭体系温度升高压力必然提高,高温与高压对应,从安全、设备投资以及与反应温度相对应等几个方面考虑,加上压力单方面升高,温度不上升,1.3MPa以上处理效果增加缓慢,因此压力选择1.3MPa。
2.3 配水pH值对处理效果的影响
杀螟丹母液废水COD为131.028g·L-1,反应温度180℃,鼓泡加压,压力1.3MPa,pH为9,催化剂用量为7g·L-1,反应时间1h,配水p H值对处理效果的影响见图3。
母液废水pH值约为0.02,直接处理效果较差,加上酸性强对设备要求高,pH值等于9,COD降解效果最好,强碱性条件降解有所抑制。
2.4 Mn/Ce复合氧化物催化剂的投加量对处理效果的影响
杀螟丹废水COD为131.028g·L-1,反应温度180℃,鼓泡加压,压力1.3MPa,pH为9,反应时间1h,考察了Mn/Ce复合氧化物催化剂的投加量对处理效果的影响,结果如图4所示。
由图4可见,Mn/Ce复合氧化物催化剂的活性随着投加量的增加而提高,但当投加量大于7g·L-1以后,Mn/Ce复合氧化物催化剂的活性提高幅度缓慢。考虑到实际应用的经济性,本实验选取最佳的Mn/Ce复合氧化物催化剂投加量为7g·L-1。
2.5 鼓泡进氧加压对处理效果的影响
杀螟丹母液废水COD为131.028g·L-1,反应温度180℃,压力1.3MPa,pH为9,催化剂用量为7g·L-1,反应时间1h,考察了鼓泡进氧加压对处理效果的影响,结果如图5所示。
由图5可看出,鼓泡氧化加压比不鼓泡加压反应快,鼓泡加压降解效果相对好,考虑到经济和时效性,选择鼓泡加压方式。
3 结论
1)采用Mn/Ce复合氧化物催化剂湿式氧化杀螟丹母液废水,能有效降解该废水的COD。
2)当反应温度为180℃,压力1.3MPa,pH为9,催化剂用量为7g·L-1,经过1h反应,COD去除率可达到92.5%。
3)采用鼓泡加压进气方式降解效果更好,速度更快。
摘要:以Mn/Ce复合氧化物催化剂的非均相的湿式催化氧化处理杀螟丹生产废水。考察了反应温度、反应压力、配水p H值、催化剂用量等因素对杀螟丹农药废水处理效果的影响,并依此确定较佳的工艺条件。结果表明,当反应温度为180℃,反应压力为1.3MPa,溶液p H值为9,催化剂用量为7g·L-1,在此条件下,COD的去除率达到92.5%以上。
关键词:湿式催化氧化,催化剂,废水,杀螟丹
参考文献
[1]赵彬侠,李红亚,刘学林,等.Mn/Ce复合催化剂湿式氧化降解高浓度吡虫啉农药废水的研究[J].环境科学,2007,27(3):408-412.
[2]苑博.Mn Ce Ox的合成及湿式催化氧化苯酚性能[D].石家庄:河北师范大学,2014.
[3]程鼎.非均相催化湿式氧化法处理苯酚废水研究[D].上海:上海交通大学,2008.
【农药生产废水处理研究】推荐阅读:
农药生产11-07
农药安全生产操作规程05-28
生产性农药中毒总结07-23
农药安全生产管理记录08-28
农药废弃物的处理07-09
动物源生物农药研究05-20
我国农药研究进展与展望12-08
农药对地表水污染状况研究概述10-16